dB(decibel)是什么 附dB（分贝）定义及其应用.docx

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1、dB是英文“decibel”的简写,deci表示十分之一 (decimal), Bel表示“贝(Bell)”。 Decibel,分贝就是十分之一贝。“贝”是“贝尔”的简称，是以美国科学家Alexander Graham Bell的名字来命名的单位。贝尔在1876年获得了电话发明的专利，并在电话的应用和发展上做出了巨 大的突破。Bel并不是国际单位制(System International)的单位，但是受到国际 单位制的规则影响，用人名表示的单位符号的首字母要大写，所以我们看到dB 中B应为大写。由于“Bel”这个单位比较大，使用不方便，更常用的是十分之一 贝尔，即分贝。dB表示两个具有相同单

2、位的同一种物理量的相对关系。最初在电话工程领 域，dB是用于定义于表示两个功率比，是P1/P0的比值再取以10为底的对数， 再乘以10,其数学式为：邦二 101og 包 dBPo例如：A功率比B功率大一倍，则101g - = 101g 2 = 35也就是说，A的功率比B的功率大3dB。如果A功率是B功率的一半，则/IX101g - =101g 一 =-3dB即，A的功率比B的功率小3dB。dB从定义上来说，原本只是用于表示功率比的，然后在实际运用中，又被 扩展到其他物理量的比，如电压、电流、声压等等。电学1 .电压比n - 20 log %2 .功率级单位是dBm, dBW：dBm,是1毫瓦(

3、milliwatts)为参考基准的功率级的单位。即OdBm=lmW。 dBm是衡量功率的单位，由于很多音频测量仪器(仪表)都是基于电压测量而 不是功率测量，所以在仪表上读出有效的dBm值的前提是要明确知道被测电路 的阻抗。dBW,是以1瓦为参考基准的功率级单位。3 .电压电平单位是 dBu/dBv, dBV：dBu或dBv,是以0.775Vrms为参考基准的电平单位，一开始这个单位被记 作dBv,由于容易和dBV混淆，后更改为dBu。之所以是0.775V,是因为这是 一个600。的电阻的电路上产生ImW (OdBm)功率的电压。而600Q是早期电话 电路设备的标准参考阻抗值。也就是说，在一个6

4、00欧姆的电路中，OdBu的电 压得到一个OdBm的功率。由于行业历史的原因，dBu成为专业音频最为常用的单位。dBV,是IV rms为参考基准的。在专业音频设备的参数中并不常见，更多 是见于民用设备上的参数描述上。声学在声学测量中，dB最多用作表示声压级的单位，会被记为dBSPL, SPL表 示Sound Pressure Level,即声压级。受到国际标准的影响，声压级更倾向于用用 符号LP来表示，以dB为单位。在空气中，这是以20微帕(2xlO-5Pa)为参考值的声压级。这是人耳的听觉 阈值，即人耳可听到的最细微的声音。如果声压是以Pa为单位测量的，表示成 声压级就是：=201og10x

5、Pa20/Pa人们还会见到dB(A)、dB(B)、dB(C),这些也是表示声压级的单位，不过是 以不同计权方式的声压级。不同的计权方式是由于人耳在不同声压时对不同频率 的灵敏度都不一样，声压计权起源于由Fletcher和Munson的自由场纯音等响度 曲线的研究成果，A计权网络特性是基于40方等响曲线；B计权对应7()方等响 曲线；C计权对应于100方等响曲线；Z计权，Z代表ZERO零计权，是由国际 电工委员会(IEC)在IEC 61672引入的用于规范“平直”线性”等描述的计权标准。A计权虽然是以40方的人耳等响曲线为基础，却普遍用于环境噪声测量和 工业噪声控制(不限于40方或者小声压)。d

6、B(A)是现在最常见到的计权声压级 单位，此外，较为常见的几种方式还有ITU-R 468, ISO 226(2003)。根据韦伯-费希纳定律(Weber-FechnerLaw),人类对声音强度与光亮度的主 观感知与其物理强度之间具有对数关系，而不是线性关系。因此，用dB这个对 数单位来表示声压的变化，也更符合人类听觉对声音大小的感知，因而衡量人耳 对声音大小感知的响度值，被定义为对应1kHz纯音的声压级值，单位为 方(Phon),见下图。EI-Io aidcoritro tf rs(red) (from ISOm rev is i4O ri9Ina I ISO wtcndarcl sltown

7、Tor 40-flioisISO 226:2003等响度曲线，可以看到在1kHz,响度值即为对应的声压级值+20+100-30ITU- R 468 (blk), A-weighting (blue), and inverse ISO 226 (2003) (red)鹿流谈出现场卷惮覆I炸OdB30dB 60dB 80dB 85dB 90dB 95-105dB 100-t10dB 115dB140dB165dB194dBg10u e9-20常用于噪声测量的计权网络特性正常交谈诲繁忙交通V、制士乐演出I I I空气中最入可能声压级呼55启电式电话片声 整声言他(峥孔附近)at型货车经过飞机引掌(3

8、0米)各种现实场景中的声压级粗略来说，安静的室内，环境噪音大约在30-40dB(A),而面对面的正常交 谈的声音可能在60-70dB(A),而演出现场则会达到100-110dB(A)o基于一些听 力研究与实验，一般认为120dB是人耳的痛阀，会引起人耳疼痛，是人耳的听 觉上限。从健康学角度说，音量超过：40分贝(dB)会妨碍睡眠；60dB会让人焦虑不安；80dB让人没有食欲，还 会引发头痛；90dB以上则会血压上升，心跳加快；100dB接近可以忍受的极限; 130dB (喷气式飞机引擎声)，即使是短时间也会让耳朵疼痛，根本感觉不到声 音；15CMB,对不起，你的鼓膜已经破裂、内耳出血，内耳的神

9、经细胞也永远损 坏了。广州噪音做据(中间仅)加分见效内理题和环境不悔意于W以 为方便比较.求了用海和品口分贝依的中间缺夜深人静的居氐区 有行人走过并低声交谈的公国 上班*峰期的双向六国8马路边十个中国人的坂禀上 公交上下车，地铁进站 f纪箱孩，或交的哨声 溜狗时苏格兰牧军犬吠叫声 HWB推不歌的KTV大同房 身边同伴中7十足的缄僮 打 人类能承受最大限度- USOSO708110190 ISOdB (分贝)定义及其应用一、dB的诞生背景dB是英文“decibel”的简写，其中，deci表示十分之一，Bel表示“贝”。Decibel, 分贝就是十分之一贝。贝”是贝尔”的简称，是以杰出科学家Ale

10、xander Graham Bell的名字来命名的单位。贝尔在1876年获得了电话发明的专利，并在电话的 应用和发展上做出了巨大的突破。Bel并不是国际单位制(System International) 的单位，但是受到国际单位制的规则影响，用人名表示的单位符号的首字母要大 写，所以我们看到dB中B应为大写。由于“Bel”这个单位比较大，使用不方便, 更常用的是十分之一贝尔，即分贝。Alexander Graham Bell今天在音频工程和声学领域中，工程师、音响师几乎每天都会用到dB这个 词。比如“将1000Hz衰减3dB”，“把推子推高3dB”或者“这款音箱灵敏度是98dB SPLL可以说

11、dB在音频行业中是个无处不在的单位。而关于dB的讨论也是一 个历久常新的话题，因为每一位从业者都会经历一个“搞懂dB是什么”的阶段， 尤其是在声学领域，dB经常用作为表征声压级SPL (Sound Pressure Level)的大 小。声压的单位是帕斯卡，Pa,声压的参考值是20Plpa,这个值表示人耳在1000Hz 处的平均可听阈值，或者是人耳在1000Hz处可被感知的平均最小声压波动值。 声音是叠加在大气压之上的声压波动，大气压为1.01325x10八5Pa。相比于大气压, 声压幅值波动非常小。人耳可听的声压幅值波动范围为2x10八-5Pa20Pa,这个 声压幅值波动区间很大，二者的比值

12、达到了 10八6。似乎从线性角度来说这个声压幅值的波动区间，很不方便。数字位数一多， 读起来都头痛，要仔细逐一数一数位数，我反正是这样的，我不知道您是不是也 是这样！有没有懒人方法呢，能方便的反映出这个波动的幅值呢？大师Bell早就在思考：有没有好的方法解决这个问题。因此，引入了以dB 表示的声压级的概念。他发现我们人类耳朵对声音强度的反应是成对数形式的， 大概意思就是当声音的强度增加到某一程度时，人的听觉会变的较不敏锐，刚好 近似对数的单位刻度。这使得对数的单位可以拿来代表人类听觉变化的比例，因 此，以对数dB形式表示的声压级应孕而生了。人耳可听的声压幅值波动范围为 2xl0A-5Pa-20

13、Pa,用幅值dB表示对应的分贝数为0120dB,因此，当用分贝表 示声压级的大小时，表征起来更为方便。现实世界中，各种常见情况的声音分贝 大小如下图所示。用图表表示声压幅值和分贝数，如下表所示：二、dB的定义理解dB的第一个要点，就是要知道它是表示两个具有相同单位的同一种物 理量的相对关系。即两种电或声功率之比，或两种电压或电流值或类似声量之比。 它还是一种测量声音相对响度的单位。最初在电话工程领域，dB是用于定义于 表示两个功率比，是P1/P0的比值再取以10为底的对数，再乘以10,其数学式 为：dB是一个比值，是一个数值，是一个纯计数方法，没有任何单位标注。由 于它在不同领域有着不同的名称

14、，因此它也代表不同的实际意义。常见的领域有: 声音、信号、增益等。三、dB的应用1 .声音的大小在日常生活中，住宅小区告知牌上面标示噪音要低于6()分贝，也就是要低 于60dB,在这里dB (分贝)的定义为噪声源功率与基准声功率比值的对数乘10 的数值，不是一个单位，而是一个数值，用来形容声音的大小。2 .信号强度在无线通讯领域，衡量一个地点的某一无线基站通信信号强度也可以用dB 表示。如测的某宾馆402房间的1号无线基站通信信号强度为-9()dBm,这里的 定义为该房间的有用信号强度与所有信号(包括干扰信号)的比值。3 增益在天线技术方面，dB是衡量天线性能的一个参数，名称为增益。它是指在

15、输入功率相等的条件下，实际天线与理想天线在空间同一点处所产生的信号的功 率密度之比。dB是一个纯计数单位，在工程中有不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。 对于功率，dB=10*log() o对于电压或电流，dB=20*log()。dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者 很小(前面有一长串。的)的数比较简短地表示出来。如(此处以功率为例)：X=100000=10*log(l 0A5)=50dBX=0.000000000000001=10*log(l 0A-15)=-l 50dBdBm 定义的是 miliwatt。0dBm=101og(l) mW=lmWodBw 定义

16、watto OdBw= 1 Olog 110*1og( 1000)mw=30dBmodB在缺省情况下总是定义功率单位，以10*log为计。当然某些情况下可以 用信号强度(Amplitude)来描述功和功率，这时候就用201og为计。不管是控制 领域还是信号处理领域都是这样。比如，有时候大家可以看到dBmV的表达。在dB、dBm、dBw计算中，要注意基本概念。比如前面说的 OdBw= 1 Olog 1 W= 1 Olog 1000mw=30dBm；又比如，用一个 dBm 减另外一个 dBm 时，得到的结果是dB。如：30dBm-0dBm=30dBo一般来讲，在工程中dB和dB之间只有加减，没有乘

17、除。而用得最多的是 减法：dBm减dBm实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪 比(SNR)o dBm加dBm实际上是两个功率相乘，这个已经不多见(我只知道在 功率谱卷积计算中有这样的应用)。简单地说，分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍 数，单位是“倍L如10倍放大器，100倍放大器。当改用“分贝”做单位时，放大 倍数就称之为增益，这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关 系为：AV(I)(dB)=201gVo/Vi(Io/Ii)； Ap(dB)=101g(Po/Pi)分贝定义时电压(电流) 增益和功率增益的公式不同，但我们都知道功率与电压、电流

18、的关系是 P=V2/R=I2R o采用这套公式后，两者的增益数值就一样了： 101gPo/Pi=101g(V2o/R)/(V2i/R)=201g(Vo/Vi)。使用分贝做单位主要有：数值变小，读写方便。电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万，一架收音机从天线收 到的信号至送入喇叭放音输出，一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数, 数值就小得多。附表为放大倍数与增益的对应关系；运算方便。放大器级联时， 总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时，总增益就是相加。若某功放前级是 100倍(20dB),后级是20倍(13dB),那么总功率放大倍数是100x20=2000倍， 总增益为 20d

19、B+13dB=33dBo四、dBAdBA是指对声音的A计权。通常对A计权的结果，用单位dBA或dB(A) 来表示。人耳可听的声音有一定的频率范围(20-20KHz)和一定的声压级范围 (0-130dB),如下图所示。人耳不是对所有频率的敏感度都相同。正常人耳最敏感的频带是 3000Hz-6000Hz,它的频响会随着声音大小的变化而变化。通常，低频段和高频 段声音感知能力不如中频段，效果是在低声压级更明显，在高声压级时会被压平, 如图中各条曲线(等响曲线)所示，声压级越小的区间，曲线越陡峭，声压级越 大的区段，曲线越平坦。正是因为人耳对不同的频率敏感度不一样，即使声压级的量级一样，听起来 也不一

20、样。所以，需要对真正听到的声压级通过增益因子进行修正，而用得最多 的则是A计权，当然还有B、C、D计权。A计权对应的是40方的等响曲线， 也就是上图中红色线条所表示的曲线。而B, C计权则对应70和100方的等响 曲线，4种计权曲线如下图所示。对同一信号采用不同的计权方式，最后得到的声压级是不一样的。如下图所 示,对一随机信号计算不计权和A计权下的1/3倍频程曲线，可见二者差异明显。 因此，当计权不同时，结果也是不同的。除了 dBA和其它三种计权之外，在其他领域还有dBm、dBW、dBu、dBv、 dBi、dBd、dBc等等，但在NVH领域还是dBA最常用。五、dB叠加dB可以任意相加吗？怎么

21、相加？如70dB+60dB等于130dB吗？要是这么简 单，世界就安静了，不会有那么多争论了，也不会有人说NVH是玄学了。在这以声压级的叠加来进行说明。SPLresult=SPLl+SPL2+SPL3+.+SPLn? 声压级的合成运算不是简单的加减运算，声压级不能直接相加，必须以能量形式 相加计算。因此，声压级的合成公式如下：若两个声压级SPLl=SPL2=60dB,但两个声源是相关、同相位的，则合成后 的声压级SPL为66dB,因为60dB对应0.02Pa,两个相力口为0.04Pa,对应66dB。 现实有这么美好吗？很少有相关同相位的两个声源，所以，这个等于白说了。是 不是砍我的心都有了？若

22、任意两个声压级SPL1=SPL2,则合成后的声压级为也就是说两个声压级相同，则合成后的声压级比之前大3dB。也可以用下图 来表示，横轴表示两个声压级的差值，纵轴表示在原来的基础上要增加多少dB。 二者相差OdB时，合成之后大3dB；当两个声压级相差15dB以上，数值小的声 压级影响可以忽略。通过查询下图也可以求得合成后的声压级大小。回到这一小节开始时提到的问题：70dB+60dB等于多少？我们可以根据这 一节第一个公式计算或者对比上图可以得到结果为70.4dB,记住不是130dBo说完了声压级的合成，再说说声压级的分解吧。声压级的分解通常用于修正 背景噪声的影响，如噪声测量值Lmeasured修正背景噪音LBGN的影响，不是 简简单单地Lsource=Lmeasured-LBGN,而是国际规范中关于背景噪声的修正原 则如下图表示。当背景噪音与声源的声压级差值小于6dB时，测量无效；当二者差值位于615dB之间时需要修正，修正按以上公式修正；当二者差 值大于15dB时，可忽略背景噪声对测量结果的影响。